1910年4月5日，徐立清出生于河南省商城吴店区申家湾（今属安徽金寨县）一个贫农家庭，童年读过3年私塾。1927年5月参加革命。
1928年4月参加赤卫军、游击队，8月参加中国工农红军。
1930年9月加入中国共产党。
1931年4月任红四军第十一师政治部组织科干事。
1932年12月至1933年春任红四方面军政治部组织科科长，1933年2月任红四军第十一师第三十二团政治处主任，5月任红四军第十二师政治部主任、党委委员。
1933年7月至1934年春任红四方面军第四军政治部主任、党委常委。
1934年7月任红四军总医院政治部主任。9月任红四方面军总卫生部政治部主任。参加鄂豫皖地区的历次反“围剿”、开辟川陕根据地的斗争和红四方面军的长征。
1935年初至6月任红四方面军总医院政治部主任。6月红一方面军和红四方面军在长征途中会合后，拥护中共中央关于北上抗日的正确方针。同年7月至1936年3月任红四方面军后方医院办事处政治委员。
1936年4月至10月任中共中央西北局卫生部政治委员、红四方面军卫生部政治委员。同年11月至1937年3月任红军西路军卫生部政治委员。
全国抗日战争爆发后，1937年7月任援西军政治部教育科科长。9月任八路军第一二九师政治部组织股股长。
1938年12月任冀南东进纵队代理政治委员。同年至1942年12月任八路军第一二九师政治部组织部部长。参加抗日游击战争，创建敌后抗日根据地。后到延安，进军政学院和中共中央党校学习，后任中央党校二部组教科科长。
1944年春至1946年10月任陕甘宁晋绥联防军新四旅政治委员。
1945年2月至8月兼任陕甘宁晋绥联防军关中警备区司令部副政治委员。参加保卫陕甘宁边区的斗争。4月至6月作为晋冀鲁豫代表团成员出席中共七大。同年9月至1947年4月任陕甘宁晋绥联防军政治部主任。
1947年2月至3月任陕甘宁野战集团军政治部主任兼新编第四旅政治委员。3月至10月任西北野战兵团（7月改称西北野战军）政治部主任、副主任。同年10月至1949年2月任西北野战军第六纵队政治委员、党委书记。
1948年9月至1949年2月任中共西北野战军前委委员。
1949年2月至6月任第一野战军第六军政治委员、军党委书记。2月至7月任中共第一野战军前委委员。5月至6月任中国人民解放军西安市警备司令部政治委员。6月至9月任第一野战军第二兵团副政治委员兼政治部主任、兵团党委委员。
中华人民共和国成立后，1949年10月至1950年12月任中国人民解放军第一兵团政治委员、党委委员，中共新疆分局副书记（至1955年9月），1949年11月至1951年6月任中共新疆分局组织部部长，1950年6月至1953年7月兼任中共新疆分局纪律检查委员会书记。
1949年12月至1951年1月兼任新疆军区政治部主任、军法处处长（至1950年2月），1951年1月至1954年1月任新疆军区副政治委员，1951年7月至1953年8月任新疆军区党委委员。
1950年2月至1954年12月任中共中央西北局委员。
1950年10月至1958年10月任中央人民政府人民革命军事委员会总干部管理部第三、第二副部长。
1951年4月至1952年4月任中央军委直属机关党委常务委员。
1951年12月至1954年任中央军委直属队总党委委员。
1954年5月至1958年10月任中央军委总干部部党委第二书记。注重统一全军的干部管理，选配干部组建新的军种、兵种、院校，建立正规的干部工作制度。
1955年4月至1956年9月任中共中央监察委员会委员。1955年9月至1964年5月任中国人民解放军党的监察委员会委员，1964年5月起任副书记。
1955年10月至1956年7月任中共新疆维吾尔自治区委员会第二书记。
1960年12月至1966年5月任解放军总政治部副主任，1961年1月至1966年5月任总政治部党委委员。
1961年3月至1966年5月任解放军党的监察委员会常务委员，1964年5月至1966年5月任解放军党的监察委员会副书记。
“文化大革命”中受迫害。
1973年11月至1975年8月任济南军区政治委员、党委书记（1974年10月起）。
1975年8月至1980年1月复任解放军总政治部副主任、党委第三书记。
1977年8月至1982年9月任中共中央军委委员。
1980年1月至6月任成都军区第二政治委员，4月至8月任军区党委第二书记。同年6月至1982年10月任成都军区第一政治委员。
1980年8月至1982年12月任成都军区党委第一书记。
1955年被授予中将军衔，荣获一级八一勋章、一级独立自由勋章、一级解放勋章。
第三届全国人大常务委员。第三届全国政协常委。中共八大、十二大代表。中共十一届中央候补委员。在中共十二大上当选为中央顾问委员会委员。
1983年1月6日因病在北京逝世。
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